放大電路主要性能指標(biāo)

1、放大電路主要性能指標(biāo)放大電路主要性能指標(biāo) 2、放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖、放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖 (1) 放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖 圖圖2-1 放大概念示意圖放大概念示意圖 1) 放大電路主要用于放大微弱信號，輸出電壓或放大電路主要用于放大微弱信號，輸出電壓或電流在幅度上得到了放大，輸出信號的能量得到了電流在幅度上得到了放大，輸出信號的能量得到了加強(qiáng)。加強(qiáng)。 2) 輸出信號的能量實際上是由直流電源提供的，輸出信號的能量實際上是由直流電源提供的，只是經(jīng)過三極管的控制，使之轉(zhuǎn)換成信號能量，提只是經(jīng)過三極管的控制，使之轉(zhuǎn)換成信號能量，提供給負(fù)載。供給負(fù)載。 3)能夠控制能量轉(zhuǎn)換的器件稱為有源

2、器件，如半能夠控制能量轉(zhuǎn)換的器件稱為有源器件，如半導(dǎo)體三極管、場效應(yīng)管、集成放大器等。它們是組導(dǎo)體三極管、場效應(yīng)管、集成放大器等。它們是組成放大電路的核心器件。成放大電路的核心器件。 (2) 放大電路具有以下基本特點放大電路具有以下基本特點 42.1.2 放大電路的主要指標(biāo)放大電路的主要指標(biāo) 放大電路的性能指標(biāo)可以衡量一個放大器性能放大電路的性能指標(biāo)可以衡量一個放大器性能的好壞和特點。性能指標(biāo)主要包括放大倍數(shù)的好壞和特點。性能指標(biāo)主要包括放大倍數(shù)(或或增益增益)、輸人電阻、輸出電阻、通頻帶等。、輸人電阻、輸出電阻、通頻帶等。 由于放大電路可以看成是一個有源四端雙口網(wǎng)由于放大電路可以看成是一個有

3、源四端雙口網(wǎng)絡(luò)，為討論放大電路的性能指標(biāo)，將放大電路的絡(luò)，為討論放大電路的性能指標(biāo)，將放大電路的等效網(wǎng)絡(luò)重畫于圖等效網(wǎng)絡(luò)重畫于圖22中，并按雙口網(wǎng)絡(luò)的一般中，并按雙口網(wǎng)絡(luò)的一般約定畫出了電流的方向和電壓的極性，同時假定約定畫出了電流的方向和電壓的極性，同時假定輸入信號為正弦波，圖中的電流和電壓均采用向輸入信號為正弦波，圖中的電流和電壓均采用向量表示。這樣，我們就可以由這個網(wǎng)絡(luò)的端口特量表示。這樣，我們就可以由這個網(wǎng)絡(luò)的端口特性來描述放大電路的性能指標(biāo)。性來描述放大電路的性能指標(biāo)。5圖圖2-2 放大電路示意圖放大電路示意圖6ioXXA 根據(jù)輸入量和輸出量的不同可以有以下四種增益的定根據(jù)輸入量和輸

4、出量的不同可以有以下四種增益的定義方法。義方法。 1) 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)iouuuUUAA 為衡量放大電路的放大能力，規(guī)定不失真時的輸出量與為衡量放大電路的放大能力，規(guī)定不失真時的輸出量與輸入量的比值叫做放大電路的放大倍數(shù)輸入量的比值叫做放大電路的放大倍數(shù) ，或稱為增益，或稱為增益，即：即：A1、放大倍數(shù)、放大倍數(shù)(或增益或增益)72) 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)ioiiiIIAA ioruiIUAA 3)互阻放大倍數(shù)互阻放大倍數(shù)4)互導(dǎo)放大倍數(shù)互導(dǎo)放大倍數(shù)iogiuUIAA 8iopPPA 這些增益反映了放大電路在輸人信號控制下，將直流電這些增益反映了放大電路在輸人信號控制下，將直流電

5、源能量轉(zhuǎn)換為交流輸出能量的能力。工程上經(jīng)常用以源能量轉(zhuǎn)換為交流輸出能量的能力。工程上經(jīng)常用以10為為底的對數(shù)來表示電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù)的大小，單底的對數(shù)來表示電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù)的大小，單位是位是B(貝爾，貝爾，Bel),也常用它的十分之一單位分貝也常用它的十分之一單位分貝(dB)。iouUUAlg20 ioiIIAlg20 5) 功率放大倍數(shù)功率放大倍數(shù) 由于功率與電壓由于功率與電壓( (或電流或電流) )的平方成比例因此功率增的平方成比例因此功率增益的分貝表示為：益的分貝表示為： iopPPAlg10 92、輸入電阻和輸出電阻輸入電阻和輸出電阻 1) 輸入電阻輸入電阻ri 從放

6、大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻被稱為放大電從放大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻被稱為放大電路的輸入電阻，定義為：路的輸入電阻，定義為：iiiIUr 輸入電阻的大小決定了放大電路從信號源得到的信號幅度輸入電阻的大小決定了放大電路從信號源得到的信號幅度的大小。如圖的大小。如圖2-2所示，可得：所示，可得： ssiiiURrrU 102）輸出電阻輸出電阻 ro 輸出電阻是從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。定義為輸出電阻是從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。定義為0, SLURoooIUr 上式表示輸出電阻被定義為在輸入電壓源短路上式表示輸出電阻被定義為在輸入電壓源短路(電流源電流源開路開路)并保留并保留

7、RS和負(fù)載開路和負(fù)載開路(因為負(fù)載并不屬于放大電路因為負(fù)載并不屬于放大電路)的情況下，如圖的情況下，如圖2-3所示，放大電路的輸出端所加測試電所示，放大電路的輸出端所加測試電壓與其產(chǎn)生的測試電流的比值。壓與其產(chǎn)生的測試電流的比值。11圖圖2-3 放大電路的輸出電阻放大電路的輸出電阻ooLLoUrRRU 輸出電阻的大小，決定了放大電路帶負(fù)載的能力。在圖輸出電阻的大小，決定了放大電路帶負(fù)載的能力。在圖2-3中，放大電路的輸出信號相當(dāng)于負(fù)載的信號源放大中，放大電路的輸出信號相當(dāng)于負(fù)載的信號源放大電路的輸出電阻相當(dāng)于信號源內(nèi)阻?？梢钥闯觯?fù)載上得電路的輸出電阻相當(dāng)于信號源內(nèi)阻。可以看出，負(fù)載上得到的輸

8、出電壓到的輸出電壓 并不與放大電路開路輸出電壓并不與放大電路開路輸出電壓 相等，相等，它們之間符合這樣的關(guān)系：它們之間符合這樣的關(guān)系：oUoU12Looo1 RUUr 。實驗分析時，在保持輸人信號不變的前提下，分別測出放實驗分析時，在保持輸人信號不變的前提下，分別測出放大電路輸出端開路和加載大電路輸出端開路和加載(接時的電壓接時的電壓 和和 ），輸出電），輸出電阻可由下式來決定阻可由下式來決定UoU3、最大輸出幅度最大輸出幅度 在不失真情況下，放大電路的最大輸出電壓或電流的大在不失真情況下，放大電路的最大輸出電壓或電流的大小，用小，用Uomax和和Iomax表示。表示。134、通頻帶、通頻帶

9、由于放大電路存在電抗元件或等效電抗元件，信號頻率過由于放大電路存在電抗元件或等效電抗元件，信號頻率過高或過低，放大倍數(shù)都要明顯地下降。但是，在中間一段頻高或過低，放大倍數(shù)都要明顯地下降。但是，在中間一段頻率范圍內(nèi)，各種電抗的影響都可忽略，放大倍數(shù)基本不變，率范圍內(nèi)，各種電抗的影響都可忽略，放大倍數(shù)基本不變，將此放大倍數(shù)稱為中頻放大倍數(shù)，記做將此放大倍數(shù)稱為中頻放大倍數(shù)，記做 。使放大倍數(shù)下。使放大倍數(shù)下降至降至 ( )時所對應(yīng)的高、低頻率分別稱上限頻時所對應(yīng)的高、低頻率分別稱上限頻率率fH及下限頻率及下限頻率fL，如圖，如圖2-4所示。所示。umAumA707. 0umA2圖圖2-4 放大電路

10、的頻率指標(biāo)放大電路的頻率指標(biāo)14通頻帶為：通頻帶為：LHbWfff 5、非線性失真系數(shù)、非線性失真系數(shù)D 三極管的輸入、輸出特性曲線是非線件的，即使在放大三極管的輸入、輸出特性曲線是非線件的，即使在放大區(qū)也不是完全的線性。因此，輸出波形不可避免地要發(fā)生區(qū)也不是完全的線性。因此，輸出波形不可避免地要發(fā)生失真。這種由于二極管的非線性造成的輸出信號失真稱為失真。這種由于二極管的非線性造成的輸出信號失真稱為非線性失真。具體表現(xiàn)為：當(dāng)輸入某一頻率的正弦交流信非線性失真。具體表現(xiàn)為：當(dāng)輸入某一頻率的正弦交流信號時，輸出波形中除了被放大的該頻率的基波輸出外，還號時，輸出波形中除了被放大的該頻率的基波輸出外，

11、還含有一定數(shù)量的諧波。諧波的總量與基波成分的比值稱為含有一定數(shù)量的諧波。諧波的總量與基波成分的比值稱為非線性失真系數(shù)。非線性失真系數(shù)。15 放大器的實際輸入信號一般是包含豐富頻率分量放大器的實際輸入信號一般是包含豐富頻率分量的復(fù)雜信號，而放大電路中有許多電抗參數(shù)和分布參的復(fù)雜信號，而放大電路中有許多電抗參數(shù)和分布參數(shù)，所以放大電路對輸入的不同頻率分量具有不同的數(shù)，所以放大電路對輸入的不同頻率分量具有不同的放大倍數(shù)和相移，這樣會造成輸出信號中各頻率分量放大倍數(shù)和相移，這樣會造成輸出信號中各頻率分量之間大小、相位等比例關(guān)系發(fā)生變化，這樣，輸出波之間大小、相位等比例關(guān)系發(fā)生變化，這樣，輸出波形就必然發(fā)生失真。由這種原因造成的波形失真，稱形就必然發(fā)生失真。由這種原因造成的波形失真，稱為放大器的線性失真，也叫頻率失真。為放大器的線性失真，也叫頻率失真。6、線性失真線性失真167、最大輸出功率、最大輸出功率Pomax和效率和效率 三極管是一個能量控制器件，它能通過三極管的三極管是一個能量控制器件，它能通過三極管的控制作用，把直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換成交流電能輸控制作用，把直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換成交流電能輸出。所以，放大電路的最大輸出功率，就是在輸出信出。所以，放大電路的最大輸出功率，就是